Разработка информационно измерительной системы пароводяного тракта барабанного котла средней мощности

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

 

ЭнИн

 

 

Кафедра АТП

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине: «Информационные системы»

на тему : «Разработка информационно измерительной системы пароводяного тракта барабанного котла средней мощности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:       ст.гр ТА-0113                                             Дуров Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОДЕССА 2005

 

Задание на курсовое проектирование

 

1. Наименование, цель  и область применения

    Разработка информационно измерительной системы для

    поддержания, в заданных пределах, уровня воды 

    в барабане  котла необходимого по условиям  безопасности и  

    надежности  работы котла и турбины.

 

2. Требования к техническим характеристикам

     Разрабатываемая информационно измерительная система должна

     обеспечивать нормальную эксплуатацию котла и в частности измерять уровень

     в барабане котла.

 

3. Условие эксплуатации

     Рабочее  давление в барабане – 11,0 МПа

    Температура питательной воды – 220 ⁰С

     Температура  пара – 510 ⁰С

4. Экономические  показатели

      Экономические  показатели связаны с возможными потерями и нарушением

      безопасности  работы.

      Повышение уровня, от нормального (перепитка "котла") увеличивает  

      влажность пара, что в свою очередь  приводит к снижению мощности турбины,

      снижению температуры и к забросу воды в турбину.

      Наоборот, слишком низкий уровень("упуск" воды из барабана котла)

      может  привести к нарушению циркуляции  в отдельных экранных

     трубах  котла и их пережогу.

 

5. Сроки проектирования

     Начало  работ – 2 неделя

     Сдача курсового  проекта – 14 неделя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

  Курсовой проект содержит 30 с., 11 источников, 3 приложения.

  Ключевые слова  : система, информация, эффективность, характеристики, расход.

  Объектом исследования  является информационно измерительная система уровня барабанного котла средней мощности.

   Цель проекта: разработка информационно измерительной системы пароводяного тракта барабанного котла средней мощности.

    В процессе работы была разработана информационная измерительная система пароводяного тракта барабанного котла средней мощности . Были составлены заказные спецификации необходимого оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………….………………….… 5

1. Способы отбора импульсов ……………………………………………..…6

2. Описание технологического участка и сокращенная техническая

     характеристика оборудования……………………………………………....8

     2.1. Краткое описание котла ТП – 170…………………………………...…8

     2.2. Компоновка  оборудования…………………………………………..…8

     2.3. Барабаны и контуры  циркуляции………………………………….......9

     2.4. Пароперегреватель…………………………………………………..…11

     2.5. Водяной экономайзер………………………………………………..…11

3. Выбор контрольно – измерительных приборов информационной

    системы………………………………………………………………………13

4. Выбор и расчет сужающего устройства для измерения расхода

   технологических потоков…………………………………………………..14

5. Расчет оценки  погрешности косвенного измерения и

    информационного канала…………………………………………………...16

6. Расчет диафрагмы с угловым способом отбора перепада давления

    для измерения расхода воды………………………………………………..21

7. Программа расчета косвенного измерения………………………………...23

8. Рабочая станция……………………………………………………………...25

    Вывод……………………………………………..……….………………....26

    Литература……………………………………….……..….…………….….27      

     Приложение 1…………………………………………….……………….…28

     Приложение 2 ………………………………………….…………………...29

     Приложение 2 ………………………………………….…………………...30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

      Поддержание заданного уровня воды в барабане является одним из важнейших условий обеспечения надежной работы оборудования. Автоматизация этого узла позволила высвободить водосмотров, а впоследствии наряду с автоматизацией ряда других .процессов обеспечила возможность перехода к обслуживанию одним машинистом нескольких котлоагрегатов.

   Актуальность заключается в том, что повышение уровня, от нормального (перепитка "котла")   увеличивает   влажность пара, а иногда приводит   к забросу воды в пароперегреватель и турбину.

   Наоборот, слишком низкий уровень("пуск" воды из барабана котла) может привести к нарушению циркуляции в отдельных экранных трубах котла и их пережогу.

Поскольку "перепитка" или "упуск" уровня могут привести к тяжёлым авариям, к регулированию питания предъявляются повышенные требования надёжности.

   Основными причинами  изменения уровня воды в барабане  котла являются: изменение расхода  пара из котла,  тепловой нагрузки  топки, давления пара в барабане  котла и подачи воды.

   Задачей данной курсовой работы, является разработка информационно измерительной системы пароводяного тракта барабанного котла средней мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Способы отбора импульсов

 

     Качество и надежность работы регуляторов питания существенно зависят также от конструкции заборного устройства по уровню. К конструкции заборного устройства предъявляются следующие требования:

1.  Обеспечение   надежного  слива  конденсата,  образующегося при конденсации пара в заборном устройстве.

2.  Минимальная   величина   погрешности   измерения уровня при изменении давления пара.

3.  Обеспечение постоянного  уровня в плюсовом сосуде.

На рис.  5 показано   несколько   распространенных вариантов  выполнения заборных устройств.

 

Рисунок 1 – Схемы выполнения заборных устройств по уровню.

 

   На рис.  5 а представлена типовая схема заборного устройства. В заводском исполнении конец внутренней трубки 1 иногда расположен выше уровня врезки трубки 2. В этом случае слив   избыточного   конденсата  из  плюсового  сосуда  3 затруднен и возможно образование гидравлического затвора.   Этому  способствует также   неправильная  установка вентиля 4 (штоком вверх). В эксплуатации заборных устройств подобного типа наблюдаются также не плотности в месте соединения трубок 1 и 5, что вызывает погрешности измерения.   Схема на рис.  5,б конструктивно более проста и надежна. Наличие шунтирующей трубки   6   обеспечивает   надежный   слив   избыточного конденсата и предотвращает   образование  гидравлических затворов. Схема на рис. 5 в по сравнению с ранее рассмотренными обладает   меньшей   погрешностью измерения при изменении давления пара. Плюсовая импульсная трубка 7 присоединяется в средней части уравнительного сосуда 8. Благодаря этому минимальная погрешность обеспечивается при среднем положении уровня. Поскольку регулятор обычно поддерживает среднее положение уровня, то изменение давления практически не влияет на качество регулирования питания. Положительными свойствами обладает также внутрибарабанное заборное устройство (схема на рис. 5,г). Помещение сосуда постоянного уровня 9 внутрь барабана обеспечивает более равномерный прогрев сосуда и линии 10 и уменьшает разницу в удельном весе конденсата по высоте. При снижении давления может происходить частичное испарение воды в плюсовом сосуде. Благодаря образованию в отростке 11 дополнительного количества конденсата всегда обеспечивается постоянство уровня в плюсовом сосуде. В связи с этим не требуется подпитки импульсных линий из питательной магистрали, как это выполнено на схеме рис. 5,б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Описание технологического участка и сокращенная техническая

характеристика  оборудования

 

1. Краткое описание котла ТП – 170

 

Допустимая производительность котла зависит от температуры  питательной воды, которая для давления в пределах 125-140 атм. Должна соответствовать 215°С.

Номинальная производительность котла при нормальных условиях соответствует  Д_ном = 170 т/час. максимально допускается нагрузка до 190 т/час. минимальная производительность котла при сжигании природного

раза – Д_ном = 90 т/час.

Давление в паровом  пространстве большого барабана должно быть не больше Р_макс = 110 атм.

   Давление пара за главной задвижкой не должно превышать   Р_пар = 100 атм.

    Давление пара в соединительном паропроводе машзала держится постоянная около 93 атм., чтобы давление веред турбинами было всегда 90 атм.

Температура перегретого  пара за котлом Т = 510 ±10°С. Температура перегретого пара веред турбинами должна быть всегда  Т = 500°С.

. Давление питательной воды должно быть не менее 125 ата. • не выше 155 ата.

.Температура холодного воздуха Т = 60°С.

Температура уходящих газов  Т = 140 - 160°С.

 

2.2. КОМПАНОВКА  ОБОРУДОВАНИЯ

. Котельный агрегат имеет П-образную компоновку, в которой первый восходящий газоход представляет собой топочную камеру объемом 885 м³, а во втором нисходящем газоходе расположен водяной экономайзер и воздухоподогреватель.

Между ними в горизонтальном верхнем газоходе находится пароперегреватель.

Топливо и воздух вводятся в нижнюю часть топочной камеры, по мере сгорания раскаленные газы поднимается вверх, проходят пароперегреватель, золоуловители и с температурой 150 - 16О°С двумя дымососами выбрасываются в дымовую трубу, высотой 120 м.

 Топочная камера  экранирована

Лучевоспринимающая радиационная поверхность экранов котла в ст.№9 в связи с реконструкцией увеличена на 30 м²

 Пароводяная эмульсия из экранов поступает в разделительный барабан, из него в основной барабан, затем пар, отсепарируясь в основном барабане, поступает последовательно в две ступени пароперегревателя, а затем в главный паропровод котла.

Экономайзер и воздухоподогреватель расположены в рассечку, образуя  две ступени, нумерация ступеней поверхностей нагрева котла принята  по ходу нагреваемой среды.

Газо-мазутные горелки расположены треугольником по три штуки с каждой боковой стороны топочной камеры.

 

2.3. БАРАБАНЫ И КОНТУРЫ ЦИРКУЛЯЦИИ

 Котел ТП-170 работает  по принципу естественной циркуляции  рабочей среды.

Барабаны котла изготовлены  из малоуглеродистой стали 22К. Основной барабан имеет длину 11 м, внутренние диаметр - 1300 мм, толщина стенки зависят от года выпуска котла (90-78 мм), установлен на двух роликовых опорах.

Внутри основной барабан  по водяной части делится на три  отсека.

Средний отсек называется чистым отсеком и в нем поддерживается солесодержание котловой воды не более 700 мг/литр.

В нижней части перегородки  имеется перепускная труба Æ150 мм, через которую поступает вода в соленый отсек.

Крайние отсеки называются солеными потому, что солесодержание котловой воды поддерживается до 2000-3000 мг/л.

Из чистого отсека по опускным необогреваемым трубам Æ 108х9,О мм котловая вода поступает в нижние три фронтовых коллектора, три задних, передние и задние боковые коллектора, т.е. 10 циркуляционных контуров.

Солевые отсеки питают два средних боковых коллектора.

    В средний отсек поступает питательная вода шестью трубами Æ 108х9,0 мм. Эти шесть трубопроводов входят в барабан через рубашки.

    Рубашки и питательное корыто предохраняет стенки барабана от резкого охлаждения питательной водой, в этот же отсек подается

фосфат.

 Всего циркуляционных  контуров - 12. От каждого коллектора отходят экранные трубы Æ 76 х 6 мм, которые в топке образуют настенные экраны.

Задние экранные трубы  в верхней части топки образуют фестон

в 4 ряда.

В экранных трубах вода частично превращается в пар и образуется пароводяная эмульсия, которая выталкивается  котловой водой из основного барабана более тяжелой, чем пароводяная эмульсия в разделительном барабане, т.е. во время работы котла устанавливается постоянная высокая разность плотностей в обогреваемой и необогреваемой частях циркуляционного контура.

Разделительный барабан  имеет длину 11 м, внутренняя Æ900 мм, толщина стенки 68 мм.

. Разделительный барабан наглухо разделяется на три отсека. В средний отсек поступает пароводяная эмульсия из экранных труб, питающихся из чистого отсека основного барабана, а в крайние - из экранных труб средних боковых экранов.